O carbono

                                     Introdução

Os elementos pertencentes ao grupo 14 apresentam caráter metálico menor que os elementos do grupo 13. O carbono é o elemento que apresenta maior Carter não metálico.

O carbono é o elemento que possui maior destaque, entre todos deste grupo, uma vez que, existe até uma parte da Química para estudo dos compostos de carbono, a Química Orgânica. Isso é devido a grande quantidade compostos orgânicos, que são milhares.
O carbono ocorre livre na natureza, em suas conhecidas formas alotrópicas: diamante, grafite, carvão e falernos.

O diamante é bastante conhecido e utilizado desde muito tempo, sendo citado no velho testamento.
       A grafite é também muito conhecido e usado desde a antiguidade, com a finalidade de escrever e marcar outras superfícies.

O silício é um outro elemento deste grupo que apresenta grande importância, pois é um elemento altamente abundante. Ele se encontra distribuído pela crosta terrestre em formas diversas de muitos silicatos, sendo um dos principais compostos de silício, a sílica, SiO₂ – óxido de silício.

Os outros elementos deste grupo: germânio, estanho e chumbo são também bastante conhecidos e utilizados, principalmente, o estanho e o chumbo que são usados e trabalhados desde muito tempo, seja na fabricação de ligas metálicas importantes como o bronze (Cu + Sn) ou nos seus usos separadamente.

             

Vamos analisar agora o elemento Carbono.

 O carbono (do latim carbo, carvão) é um elemento químico, símbolo C , número atômico 6 (6 pró tons e 6 elétron), massa atómica 12 u, sólido à temperatura ambiente. Dependendo das condições de formação, pode ser encontrado na natureza em diversas formas alotrópicas: carbono amorfo e cristalino, em forma de grafite ou ainda diamante. Pertence ao grupo (ou família) 14 (anteriormente chamada IVA).

É o pilar básico da química orgânica, se conhecem cerca de 10 milhões de compostos de carbono, e forma parte de todos os seres vivos.

Características principais

O carbono é um elemento notável por várias razões. Suas formas alotrópicas incluem, surpreendentemente, uma das substâncias mais frágeis e baratas (o grafite) e uma das mais rígidas e Caraxo diamante. O seu pequeno raio atómico permite-lhe formar cadeias múltiplas; assim, com o oxigênio forma o dióxido de carbono, vital para o crescimento das plantas (ver ciclo do carbono); com o hidrogênio forma numerosos compostos denominados, genericamente, hidrocarbonetos, essenciais para a indústria e o transporte na forma de combustíveis derivados de petróleo e gás natural. Combinado com ambos forma uma grande variedade de compostos como, por exemplo, os ácidos graxos, essenciais para a vida, e os ésteres que dão sabor às frutas. Além disso, fornece, através do ciclo carbono-nitrogênio, parte da energia produzida pelo Sol e outras estrelas.

Estados alotrópicos

São conhecidas quatro formas alotrópicas do carbono, além da amorfa: grafite, diamante, fulerenos e nanotubos. Em 22 de março de 2004 se anunciou a descoberta de uma quinta forma alotrópica: (nano espumas). A forma amorfa é essencialmente grafite, porque não chega a adotar uma estrutura cristalina macroscópica. Esta é a forma presente na maioria dos carvões e na fuligem.

À pressão normal, o carbono adota a forma de grafite estando cada átomo unido a outros três em um plano composto de células hexagonais; neste estado, 3 elétron se encontram em orbitais híbridos planos sp e o quarto em um orbital p.

As duas formas de grafite conhecidas, alfa (hexagonal) e beta (romboédrica), apresentam propriedades físicas idênticas. As grafites naturais contêm mais de 30% de forma beta, enquanto a grafite sintético contém unicamente a forma alfa. A forma alfa pode transformar-se em beta através de procedimentos mecânicos, e esta recristianizar-se na forma alfa por aquecimento acima de 1000 °C.

Fu Lereno

Devido ao deslocamento dos elétron do orbital pi, o grafite é condutor de eletricidade, propriedade que permite seu uso em processos de eletrólise. O material é frágil e as diferentes camadas, separadas por átomos intercalados, se encontram unidas por forças de Van der Wall, sendo relativamente fácil que umas deslizem sobre as outras.

Sob pressões elevadas, o carbono adota a forma de diamante, na qual cada átomo está unido a outros quatro átomos de carbono, encontrando-se os 4 elétron em orbitais sp, como nos hidrocarbonetos. O diamante apresenta a mesma estrutura cúbica que o silício e o germânio, e devido à resistência da ligação química carbono-carbono, é junto com o nitreto de boro (BN) a substância mais dura conhecida. A transformação em grafite na temperatura ambiente é tão lenta que é indetectável. Sob certas condições, o carbono cristaliza como lonsdaleíta, uma forma similar ao diamante, porém hexagonal, encontrado nos meteoros.

Os fulerenos têm uma estrutura similar à da grafite, porém o empacotamento hexagonal se combina com pentágonos (e, possivelmente, heptágonos), o que curva os planos e permite o aparecimento de estruturas de forma esférica, elipsoidal e cilíndrica. São constituídos por 60 átomos de carbono apresentando uma estrutura tridimensional similar a uma bola de futebol. A esta família pertencem também os nanotubos de carbono, de forma cilíndrica, rematados em seus extremos por hemiesferas (fulerenos). Constituem um dos primeiros produtos industriais da nanotecnologia. Investiga-se sua aplicabilidade em fios de nano circuitos e em eletrônica molecular, já que, por ser derivado da grafite, conduz eletricidade em toda sua extensão.

Aplicações

O principal uso industrial do carbono é como componente de hidrocarbonetos, especialmente os combustíveis como petróleo e gás natural; do primeiro se obtém por destilação nas refinarias gasolinas, querosene e óleos e, ainda, é usado como matéria-prima para a obtenção de plásticos, enquanto que o segundo está se impondo como fonte de energia por sua combustão mais limpa. Outros usos são:

• O isótopo carbono-14, descoberto em 27 de fevereiro de 1940, se usa na datação radiométrica.
• A grafite se combina com argila para fabricar a parte interna dos lápis.
• O diamante é empregado para a produção de joias e como material de corte aproveitando sua dureza.
• Como elemento de liga principal dos aços (ligas de ferro).
• Em varetas de proteção de reatores nucleares.
• As pastilhas de carbono são empregadas em medicina para absorver as toxinas do sistema digestivo e como remédio para a flatulência.
• O carbono ativado se emprega em sistemas de filtração e purificação da água.
• O Carbono-11, radioativo com emissão de posítron usado no exame PET em medicina nuclear.
• O carvão é muito utilizado nas indústrias siderúrgicas, como produtor de energia e na indústria farmacêutica (na forma de carvão ativado)

Os diamantoides são minúsculos cristais com forma cristalina composta por arranjos de átomos de carbono e também hidrogênio muito semelhante ao diamante. Os diamantoides são encontrados nos hidrocarbonetos naturais como petróleo, gás e principalmente em condensados (óleos leves do petróleo). Têm importante aplicação na nanotecnologia.

Compostos inorgânicos

O mais importante óxido de carbono é o dióxido de carbono ( CO₂ ), um componente minoritário da atmosfera terrestre (na ordem de 0,04% em peso) produzido e usado pelos seres vivos (ver ciclo do carbono). Em água forma ácido carbónico ( H₂CO₃ ) — as bolhas de muitos refrigerantes — que igualmente a outros compostos similares é instável, ainda que através dele possam-se produzir íons carbonatos estáveis por ressonância. Alguns importantes minerais, como a calcita são carbonatos. As rochas carbonáticas (calcários) são um grande reservatório de carbono oxidado na crosta terrestre.

Os outros óxidos são o monóxido de carbono (CO) e o raro subóxido de carbono (C₃O₂). O monóxido se forma durante a combustão incompleta de materiais orgânicos, e é incolor e inodoro. Como a molécula de CO contém uma tripla ligação, é muito polar, manifestando uma acusada tendência a unir-se a hemoglobina, o que impede a ligação do oxigênio. Diz-se, por isso, que é um asfixiante de substituição. O íon cianeto, (CN-), tem uma estrutura similar e se comporta como os íons haletos. O carbono, quando combinado com hidrogênio, forma carvão, petróleo e gás natural que são chamados de hidrocarbonetos. O metano é um hidrocarboneto gasoso, formado por um átomo de carbono e quatro átomos de hidrogênio, muito abundante no interior da terra (manto). O metano também é encontrado em abundância próximo ao fundo dos oceanos e sob as geleiras (permafrost), formando hidratos de gás.

Precauções

Os compostos de carbono têm uma ampla variação de toxicidade. O monóxido de carbono, presente nos gases de escape dos motores de combustão e o cianeto (CN) são extremadamente tóxicos para os mamíferos e, entre eles, os seres humanos. Os gases orgânicos eteno, etino e metano são explosivos e inflamáveis em presença de ar. Muitos outros compostos orgânicos não são tóxicos, pelo contrário, são essenciais para a vida.

Utilização

O principal uso industrial do carbono é como componente de hidrocarbonetos, especialmente os combustíveis como petróleo e gás natural; do primeiro se obtém por destilação nas refinarias gasolinas, querosene e óleos e, ainda, é usado como matéria-prima para a obtenção de plásticos, enquanto o segundo está se impondo como fonte de energia por sua combustão mais limpa. Recentemente tem sido considerado um dos elementos principais para o desenvolvimento da eletrônica molecular ou moletrônica.

Vamos analisar o Silício.

O silício (latim: sílex, sílex ou "pedra dura") é um elemento químico de símbolo Si de número atômico 14 (14 pró tons e 14 elétron) com massa atómica igual a 28 u. À temperatura ambiente, o silício encontra-se no estado sólido. Foi descoberto por Jöns Jacob Berzelius, em 1823. O silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, perfazendo mais de 28% de sua massa.^[1] Aparece na argila, feldspato, granito, quartzo e areia, normalmente na forma de dióxido de silício (também conhecido como sílica) e silicatos (compostos contendo silício, oxigênio e metais). O silício é o principal componente do vidro, cimento, cerâmica, da maioria dos componentes semicondutores e dos silicones, que são substâncias plásticas muitas vezes confundidas com o silício.

Pertence ao grupo 14 (IVA) da Classificação Periódica dos Elementos. Se apresenta na forma amorfa e cristalina; o primeiro na forma de um pó pardo mais reativo que a variante cristalina, que se apresenta na forma octaédrica de coloração azul grisáceo e brilho metálico.

História

Silício com 99% de pureza.

O silício (do latim sílex, sílica) foi identificado pela primeira vez por Antoine Lavoisier em 1787 e posteriormente considerado como elemento por Humphry Davy em 1800.

Em 1811 Joseph-Louis Gay-Lussac e Louis Jacques Thénard provavelmente prepararam silício amorfo impuro aquecendo potássio com tetracloreto de silício. Em 1824 Jöns Jacob Berzelius preparou silício amorfo empregando um método similar ao de Gay-Lussac, purificando depois o produto obtido com lavagens sucessivas até isolar o elemento.

Características principais

Suas propriedades são intermediárias entre as do carbono e o germânio. Na forma cristalina é muito duro e pouco solúvel, apresentando um brilho metálico e uma coloração grisácea. É um elemento relativamente inerte e resistente à ação da maioria dos ácidos; reage com os halogênios e álcalis. O silício transmite mais de 95% dos comprimentos de onda das radiações infravermelhas.

 

Aplicações

Utilizado para a produção de ligas metálicas, na preparação de silicones, na indústria cerâmica e, por ser um material semicondutor muito abundante, tem um interesse muito especial na indústria eletrônica e microeletrônica, como material básico para a produção de transistores para chips, células solares e em diversas variedades de circuitos eletrônicos. Por esta razão é conhecida como Vale do silício a região da Califórnia (Estados Unidos) onde estão concentrados numerosas empresas do setor de eletrônica e informática.

O silício é um elemento vital em numerosas indústrias. O dióxido de silício, areia e argila são importantes constituintes do concreto armado e azulejos (ladrilhos), sendo empregadas na produção do cimento Portland.

Outros importantes usos do silício são:

• Como carga em materiais de revestimento e compósitos de cimento, como cerâmicas.
• Como elemento de liga em fundições.
• Fabricação de vidro e cristais para janelas e isolantes, entre outros usos.
• O carboneto de silício é um dos abrasivos mais importantes.
• Usa-se em lasers para a obtenção de luz com um comprimento de onda de 456 nm.
• O silício é um dos componentes do polímero silicone.
• Na fabricação dos díodos e diversos componentes eletrônicos.

Os cristais de quartzo também possuem uma propriedade especial chamada de piezeletricidade. Essa característica consiste em transformar energia mecânica diretamente em energia elétrica, e vice-versa.

Suas aplicações variam desde alto-falantes piezelétricos, agulha para toca-discos e cristais osciladores para circuitos eletrônicos que trabalham com frequências.

O uso de silício nos painéis solares tem aumentado muito no século XXI devido a preocupação mundial com o aquecimento global. O uso de células fotoelétricas para a obtenção de eletricidade aproveita um recurso inesgotável, a energia solar. A primeira geração de células fotovoltaicas é constituída pelas células de silício cristalino. As células consistem de uma lâmina de silício na qual é formada uma junção p-n díodo de junção, capaz de gerar energia elétrica utilizável a partir de fontes de luz com comprimentos de onda da luz solar.

A primeira geração de células constitui a tecnologia dominante em termos de produção comercial, representando mais de 80% do mercado mundial. O efeito fotovoltaico foi descoberto pela primeira vez em 1839 por Edmond Becquerel. Entretanto, só após 1883 que as primeiras células fotoelétricas foram construídas, por Charles Fritis, que cobriu o selênio semicondutor com uma camada extremamente fina de ouro de modo a formar junções.

Os painéis solares baseados em silício não são os mais eficientes. O melhor material para tal é composto de arsenieto de gálio. Porém, o silício é muito mais viável economicamente, já que o gálio é um elemento muito escasso na Terra.

Materiais de construção e cerâmica

A maior parte dos materiais de construção empregam minerais que contém silício em sua composição. A cerâmica mais valiosa que existe atualmente é a porcelana que é uma mistura de matérias-primas que contém aproximadamente 50% de caulim, 25% de areia de sílica e 25% de feldspato.

Existem outras cerâmicas de menor valor utilizada para fabricação de tijolos, telhas e outros materiais de construção. As argilas de caulim, feldspato e quartzo são aquecidos a uma temperatura de 1300°C para produção de cerâmicas comuns (tijolos, telhas) ou cerâmicas fina e brancas (placas, bacias, azulejos, estátuas,.

Aerogel

Fumaça congelada, assim apelidada pelos cientistas, é um material especial extremamente leve: sua densidade média é de apenas 1,1 mg/cm³ e podem ser derivados do dióxido de silício (SiO₂), embora possam ser confeccionados em outros materiais.

É um dos melhores isolantes térmicos. Um aerogel do tamanho de uma pessoa pesa menos de meio quilo e pode suportar o peso de um carro compacto. Cerca de 99,8% do volume é composto de ar comum.

O aerogel mais comum é feito de uma mistura de sílica (SiO₂). Em sua fabricação é exercida uma forte pressão que elimina qualquer liquido (secagem supercrítica).

 

Fotónica em Silício

Atualmente, o silício também é utilizado para fabricação de guias de onda ópticos. Devido ao seu alto índice refração (n=3.5 no infravermelho), o fenômeno de reflexão interna total pode ocorrer quando o silício esta imerso em óxido de silício (sílica). Esta propriedade é muito conveniente porque esta combinação de materiais, silício e sílica, é a mesma utilizada para produzir transístores na indústria eletrônica. Isto torna a fotônica em silício compatível com a plataforma CMOS (Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor). Esta compatibilidade permitiria a integração direta dos elementos fotônicos (lasers, fotodiodos, moduladores) com os eletrônicos (amplificadores, transístores, O sucesso desta integração poderia ter grande impacto na indústria de telecomunicações e computadores.

Abundância e obtenção

O silício é um dos componentes principais dos aerolitos, uma classe de meteoroides.

Em peso o silício representa mais da quarta parte da crosta terrestre e é o segundo elemento mais abundante perdendo apenas para o oxigênio. O silício não é encontrado no estado nativo; quartzo, ametista, ágata, sílex, opala e jaspe são alguns materiais naturais que apresentam na sua composição o óxido. Formando silicatos é encontrado, entre outros, no granito, feldspato, argila, hornblenda e mica.

O silício comercial é obtido a partir da sílica de alta pureza em fornos de arco elétrico reduzindo o óxido com eletrodos de carbono numa temperatura superior a 1900 °C:

SiO₂ + C → Si + CO₂

O silício líquido se acumula no fundo do forno onde é extraído e resfriado. O silício produzido por este processo é denominado metalúrgico apresentando um grau de pureza superior a 99%. Para a construção de dispositivos semicondutores é necessário um silício de maior pureza, silício ultrapuro, que pode ser obtido por métodos físicos e químicos.

Os métodos físicos de purificação do silício metalúrgico se baseiam na maior solubilidade das impurezas contidas no silício líquido, de forma que este se concentre nas últimas zonas solidificadas. O primeiro método, usado de forma limitada para construir radares durante a Segunda Guerra Mundial, consistiu em moer o silício de forma que as impurezas se acumulem nas superfícies dos grânulos, que dissolvidos com ácido se obtêm um pó mais puro. A fusão por zonas, o primeiro método de obtenção industrial, consiste em fundir a extremidade de uma barra de silício e depois deslocar lentamente o foco de calor ao longo da barra, de modo que o silício vai se solidificando com uma pureza maior devido ao arrasto na zona fundida de grande parte das impurezas. O processo pode ser repetido várias vezes até se obter a pureza desejada cortando-se, então, o extremo final onde se acumulou as impurezas.

Os métodos químicos, usados atualmente, atuam sobre um composto de silício que seja mais fácil de purificar decompondo-se após a purificação para obter o silício. Os compostos mais usados são o triclorosilano (HSiCl₃), o tetracloreto de silício (SiCl₄) e o silano (SiH₄).

No processo Siemens , as barras de silício de alta pureza são expostas a 1150 °C ao triclorosilano, gás que se decompõem depositando silício adicional na barra segundo a reação:     2 HSiCl₃ → Si + 2 HCl + SiCl₄

O silício obtido por este método e por outros similares apresenta uma fração de impurezas de 0,001 p.m. ou menos e é denominado silício policristalino .

O método Dupont consiste em reagir tetracloreto de silício a 950 °C com vapores de zinco muito puros:           SiCl₄ + 2 Zn → Si + 2 ZnCl₂

Este método, entretanto, está repleto de dificuldades (o cloreto de zinco, subproduto da reação, solidifica e leva à obstrução das linhas de produção) por isso abandonado em favor do método Siemens.

Uma vez obtido o silício ultrapuro é necessário obter-se o monocristal utilizando-se para tal o método Czochralski.

Halogenetos de silício

Tetracloreto de silício

O silício forma compostos com flúor (SiF₄), cloro (SiCl₄) e bromo (SiBr₄), que em cadeias podem serem usados na produção de haletos. Todos estes compostos são muito instáveis e são utilizados para produção de gel de sílica.

Dentre os halogenetos de silício, destacam-se o tetracloreto de silício, que é um composto importante na preparação de silício puro para dispositivos semicondutores. O tetrafluoreto de silício, que é um subproduto da produção de fertilizantes à base de fosfatos, resultando do ataque do ácido fluorídrico (HF) (derivado da apatita) em silicatos. EM laboratório, o composto é preparado aquecendo a mistura BaSiF₆ a 300°C, sobre o sólido que libera SiF₄ temporário, saindo de um resíduo de BaF₂. O composto (BaSiF₆) exigido é preparado tratando o pentafluoreto de silício aquoso com o cloreto do bário. O (GeF₄) é preparado de forma análoga, exceto que a quebra termal requer 700°C.

O carboneto de silício (SiC) tem uma estrutura cristalina semelhante à do diamante, e é, portanto, uma das substâncias mais duras conhecidas. O nível de dureza de Mohs atinge entre 9 a 10. Pode ser usado como um abrasivo conhecido como carbeto.

Isótopos

O silício tem nove isótopos, com número de massa entre 25 a 33. O isótopo mais comum é o Si-28, com uma abundância de 92,23%, Si-29 tem uma abundância de 4,67% e Si-30 tem uma abundância de 3,1%. A maior parte são isótopos estáveis, e apenas traços do único isótopo radioativo são encontradoS. O Si-32 é um isótopo radioativo que vem da decomposição de argônio. Sua meia-vida é de aproximadamente 132 anos.

Precauções

 silício e seus compostos inorgânicos comuns não são tóxicos; são tão inertes que passam pelo sistema digestivo completamente intacto, mas a inalação do pó seco de silício pode causar pneumoconiose e silicose.

Nos casos mais graves, essa doença pode causar a perda da capacidade pulmonar, além de tosse, infeções, dispneia e distúrbios cardíacos. Afeta principalmente os mineiros, trabalhadores em pedreiras e em túneis.

Na fabricação e processamento de silanos e seus derivados clorados, devem ser observadas medidas de segurança estritas. Suas reações com o oxigênio ou umidade podem causar explosões e liberação de cloreto de hidrogênio tóxico e corrosivo, além de outros compostos perigosos.

Agora vamos analisar o Germânio.

O germânio é um elemento químico de símbolo Ge , número atômico 32 (32 pró tons e 32 elétron) com massa atómica 72,6 u. À temperatura ambiente, o germânio encontra-se no estado sólido. É um semi-metal pertencente ao grupo 14 (IVA) da Classificação Periódica dos Elementos.

Descoberto em 1886 pelo químico alemão Clemens Winkler quando analisava um minério de Freiberg, da Saxônia, o germânio teve, no entanto sua existência prevista 15 anos antes por Mendeleiev, que o chamou aca-silício. As aplicações do germânio estão limitadas ao seu alto custo e em muitos casos estuda-se a sua substituição por materiais mais econômicos. Sua aplicação principal é como semicondutor em eletrônica, produção de fibras ópticas e equipamentos de visão noturna.

Características principais

O germânio é um semimetal sólido, duro, cristalino, de coloração branco acinzentada, lustroso, quebradiço, que conserva o brilho em temperaturas ordinárias. Apresenta a mesma estrutura cristalina do diamante e resiste à ação dos ácidos e álcalis.

Forma grande número de compostos organolépticos e é um importante material semicondutor utilizado em transístores e fotodetetores. Diferentemente da maioria dos semicondutores, o germânio tem uma pequena banda proibida (band gap) respondendo de forma eficaz a radiação infravermelha e pode ser usado em amplificadores de baixa intensidade.

Aplicações

As aplicações do germânio estão limitadas ao seu alto custo e em muitos casos estuda-se a sua substituição por materiais mais econômicos. Os principais usos são:

• Fibra óptica.
• Eletrônica: Radares, amplificadores de guitarras elétricas, ligas metálicas de Si Ge em circuitos integrados de alta velocidade.
• Óptica de infravermelhos: espectroscópios, sistemas de visão noturna e outros equipamentos.
• Lentes, com alto índice de refração, de ângulo amplo e para microscópios.
• Em joias é usado uma liga metálica de Au com 12% de germânio.
• Como elemento endurecedor do alumínio, magnésio e estanho.
• Em quimioterapia.
• O tetracloreto de germânio é usado como catalisador na síntese de polímeros ( PET )
• Foi usado enquanto germanato de bismuto no tipo de camera gama utilizada nos anos 80, em medicina nuclear.

   Vamos analisar o Estanho.

O estanho é um elemento químico de símbolo Sn, número atômico 50 (50 pró tons e 50 elétron) e com massa atómica de 118,7 u. Está situado no grupo 14 ou IVA da classificação periódica dos elementos. É um metal prateado, maleável que é sólido nas condições ambientais. Não se oxida facilmente com o ar e é resistente a corrosão.

É usado para produzir diversas ligas metálicas utilizados para recobrir outros metais para protegê-los da corrosão. O estanho é obtido principalmente do mineral cassiterita onde apresenta-se como um óxido. É um dos metais mais antigos conhecido, e foi usado como um dos componentes do bronze desde a antiguidade.

Características principais

O estanho é um metal branco prateado, maleável, pouco dúctil, de baixo ponto de fusão e altamente cristalino. Quando uma barra de estanho é quebrada produz um ruído denominado "grito de lata" ("grito de estanho") causada pelos cristais quando são rompidos. Este metal resiste à corrosão quando exposto à água do mar e água potável, porém pode ser atacado por ácidos fortes, bases e sais ácidos. O estanho age como um catalisador quando o oxigênio se encontra dissolvido, acelerando o ataque químico.

Quando aquecido na presença do ar acima de 1500 °C retorna à condição de óxido estânico. O estanho é atacado pelos ácidos sulfúrico, nítrico e clorídrico concentrados, e com bases produz estanatos. O estanho facilmente pode ser lustrado e é usado como revestimento de outros metais para impedir a corrosão ou a outra ação química. Este metal combina-se diretamente com cloro e oxigênio, e desloca o hidrogênio dos ácidos. O estanho é maleável em baixas temperaturas porém é frágil quando aquecido.

Alótropos

O estanho sólido tem dois alótropos nas CNTP. Em baixas temperaturas, existe na forma "cinzenta" ou estanho alfa que apresenta estrutura cristalina cúbica, semelhante ao silício e germânio. Quando aquecido acima de 13,2 °C muda para a forma "branca" ou estanho beta, com estrutura cristalina tetragonal. A transformação da forma beta a alfa, por resfriamento, só pode ser efetuada quando o estanho apresenta elevado grau de pureza. Esta transformação é afetada por impurezas como alumínio e zinco, e pode ser impedida de ocorrer por meio da adição de antimônio, bismuto, chumbo, ouro ou prata.

Aplicações

O estanho liga-se prontamente com o ferro, e foi muito usado na indústria automotiva para revestimento e acabamento da lataria. O estanho que faz uma ótima liga com chumbo é usado como revestimento misturado ao zinco no aço para impedir a corrosão e evitar a eletrólise. O estanho também é muito usado em telhas, correntes e âncoras. Os recipientes de aço blindados com estanho (folhas de flandres) são usados extensivamente para a conservação de alimentos, e desta forma é um grande mercado para o estanho metálico. Os ingleses os denominam de "tins" e os norte-americanos de "cans".

Outros usos:

• Algumas ligas importantes de estanho são: bronze, metal de sino , metal Babbitt, liga de carcaça, pelter, bronze fosforoso, solda macia, e metal branco.
• O sal mais importante é o cloreto de estanho que é usado como agente redutor e como mordente no processo de fixação de tintas no tecido morin produzindo um tecido estampado denominado chita. O cloreto também é adicionado a sabões, sabonetes e perfumes para manter a cor e perfume destes produtos. Revestimentos de sais de estanho pulverizados sobre vidro conduzem eletricidade. Estes revestimentos foram usados em painéis luminosos e em para-brisas para liberá-las de água ou gelo.

Vamos ver agora o chumbo

O chumbo (do latim plumbum) é um elemento químico de símbolo Pb , número atómico 82 (82 pró tons/protões e 82 elétron/eletrões), com massa atómica igual a 207,2 u, pertencente ao grupo 14 ou IVA da classificação periódica dos elementos químicos. À temperatura ambiente, o chumbo encontra-se no estado sólido.

É um metal tóxico, pesado, macio, maleável e mau condutor de eletricidade. Apresenta coloração branco-azulada quando recentemente cortado, porém adquire coloração acinzentada quando exposto ao ar. É usado na construção civil, baterias de ácido, em munição, proteção contra raios-X e forma parte de ligas metálicas para a produção de soldas, fusíveis, revestimentos de cabos elétricos, materiais antifricção, metais de tipografia, etc. O chumbo tem o número atômico mais elevado entre todos os elementos estáveis.

É um metal conhecido e usado desde a antiguidade. Suspeita-se que este metal já fosse trabalhado há 7000 anos, utilizado pelos egípcios sendo parte de ligas metálicas devido suas características e pelos romanos como componentes de tintas e cosméticos.

Características principais

O chumbo é um metal pesado (densidade relativa de 11,4 a 16 °C), de coloração branca-azulada, tornando-se acinzentado quando exposto ao ar. Muito macio , altamente maleável, baixa condutividade elétrica e altamente resistente à corrosão. O chumbo se funde com facilidade (327,4 °C), com temperatura de vaporização a 1725 °C. Os estados de oxidação que pode apresentar são 2 e 4. É relativamente resistente ao ataque dos ácidos sulfúrico e clorídrico, porém se dissolve lentamente em ácido nítrico. O chumbo é um anfótero, já que forma sais de chumbo dos ácidos, assim como sais metálicos do ácido plúmbico. O chumbo forma muitos sais, óxidos e compostos organoplúmbicos. Sua Massa Molar é de 207,19. Sua Solubilidade em água à 25ºC é de 9580 mCaracterísticas principais

O chumbo é um metal pesado (densidade relativa de 11,4 a 16 °C), de coloração branca-azulada, tornando-se acinzentado quando exposto ao ar. Muito macio , altamente maleável, baixa condutividade elétrica e altamente resistente à corrosão. O chumbo se funde com facilidade (327,4 °C), com temperatura de vaporização a 1725 °C. Os estados de oxidação que pode apresentar são 2 e 4. É relativamente resistente ao ataque dos ácidos sulfúrico e clorídrico, porém se dissolve lentamente em ácido nítrico. O chumbo é um anfótero, já que forma sais de chumbo dos ácidos, assim como sais metálicos do ácido plúmbico. O chumbo forma muitos sais, óxidos e compostos organoplúmbicos. Sua Massa Molar é de 207,19. Sua Solubilidade em água à 25ºC é de 9580 mg/L. Seu Kow é de 0,73. Sua pressão de vapor à 25ºC é de 3,02E-009 mm Hg. Sua constante de Henry é de 0,0245 atm-m³/mole.

Aplicações

O mais amplo uso do chumbo é na fabricação de acumuladores. Outras aplicações importantes são na fabricação de forros para cabos, elemento de construção civil, pigmentos, soldas suaves e munições. A fabricação de chumbo tetra etílico (TEL) vem caindo muito em função de regulamentações ambientais cada vez mais restritivas no mundo no que se diz respeito à sua principal aplicação que é como aditivo na gasolina. No caso do Brasil desde 1978 este aditivo deixou de ser usado como antidetonante.

Têm-se desenvolvido compostos organoplúmbicos para aplicações como catalisadores na fabricação de espumas de poliuretano, como tóxico para as pinturas navais com a finalidade de inibir a incrustação nos cascos, agentes biocidas contra as bactérias granpositivas, proteção da madeira contra o ataque das brocas e fungos marinhos, preservadores para o algodão contra a decomposição e do mofo, agentes molusquicidas, agentes anti helmínticos, agentes redutores do desgaste nos lubrificantes e inibidores da corrosão do aço.

Graças a sua excelente resistência a corrosão, o chumbo encontra muitas aplicações na indústria de construção e, principalmente, na indústria química. É resistente ao ataque de muitos ácidos, porque forma seu próprio revestimento protetor de óxido. Como consequência desta característica, o chumbo é muito utilizado na fabricação e manejo do ácido sulfúrico.

Durante muito tempo se tem empregado o chumbo como manta protetora para os aparelhos de raio-X. Em virtude das aplicações cada vez mais intensas da energia atômica, torna-se cada vez mais importantes as aplicações do chumbo como blindagem contra a radiação.

g/L. Seu Kow é de 0,73. Sua pressão de vapor à 25ºC é de 3,02E-009 mm Hg. Sua constante de Henry é de 0,0245 atm-m³/mole.

Aplicações

O mais amplo uso do chumbo é na fabricação de acumuladores. Outras aplicações importantes são na fabricação de forros para cabos, elemento de construção civil, pigmentos, soldas suaves e munições. A fabricação de chumbo tetra etílico (TEL) vem caindo muito em função de regulamentações ambientais cada vez mais restritivas no mundo no que se diz respeito à sua principal aplicação que é como aditivo na gasolina. No caso do Brasil desde 1978 este aditivo deixou de ser usado como antidetonante.

Têm-se desenvolvido compostos organoplúmbicos para aplicações como catalisadores na fabricação de espumas de poliuretano, como tóxico para as pinturas navais com a finalidade de inibir a incrustação nos cascos, agentes biocidas contra as bactérias granpositivas, proteção da madeira contra o ataque das brocas e fungos marinhos, preservadores para o algodão contra a decomposição e do mofo, agentes molusquicidas, agentes antihelmínticos, agentes redutores do desgaste nos lubrificantes e inibidores da corrosão do aço.

Graças a sua excelente resistência a corrosão, o chumbo encontra muitas aplicações na indústria de construção e, principalmente, na indústria química. É resistente ao ataque de muitos ácidos, porque forma seu próprio revestimento protetor de óxido. Como consequência desta característica, o chumbo é muito utilizado na fabricação e manejo do ácido sulfúrico.

Durante muito tempo se tem empregado o chumbo como manta protetora para os aparelhos de raio-X. Em virtude das aplicações cada vez mais intensas da energia atômica, torna-se cada vez mais importantes as aplicações do chumbo como blindagem contra a radiação.

Precauções

O chumbo pode ser encontrado na água potável através da corrosão de encanamentos de chumbo. Isto é comum de ocorrer quando a água é ligeiramente ácida Este é um dos motivos para os sistemas de tratamento de águas públicas ajustarem o pH das águas para uso doméstico. O chumbo não apresenta nenhuma função essencial conhecida no corpo humano. É extremamente danoso quando absorvido pelo organismo através da comida, ar ou água.

O chumbo pode causar vários efeitos indesejáveis, tais como:

• Perturbação da biossíntese da hemoglobina e anemia;
• Aumento da pressão sanguínea;
• Danos aos rins;
• Abortos;
• Alterações no sistema nervoso;
• Danos ao cérebro;
• Diminuição da fertilidade do homem através de danos ao esperma;
• Diminuição da aprendizagem em crianças;
• Modificações no comportamento das crianças, como agressão, impulsividade e hipersensibilidade.

O chumbo pode atingir o feto através da placenta da mãe, podendo causar sérios danos ao sistema nervoso e ao cérebro da criança.

Por último vamos analisar o Ununquádio

O Fleróvio é um elemento químico sintético, símbolo Fl, número atômico 114 (114 prótons e 114 elétron), de massa atómica [289] u, pertencente ao grupo 14 ou IVA da tabela periódica.O nome foi adotado oficialmente pela IUPAC em 31 de maio de 2012.^[2]

É um elemento transurânico, radioativo, provavelmente metálico, sólido e de aspecto prateado. Foi sintetizado por uma equipe de cientistas russos da cidade russa (Dubna), em 1999. Junto com o ununpentio toma parte da denominada "ilha de estabilidade", cujos elementos químicos, teoricamente, deveriam ser mais estáveis do que aqueles que os rodeiam.

História

Em janeiro de 1999 foi relatado informalmente pelos cientistas do Joint Institute for Nuclear Research em Dubna, na Rússia, a síntese do elemento 114 (ununquádio). A mesma equipe reproduziu a síntese deste elemento três meses mais tarde.

O fleróvio pode ser obtido em aceleradores de partículas, bombardeando o plutônio-244 com íons de cálcio. Isso só foi feito duas vezes, resultando nos isótopos Fl-289 e Fl-288. As equações são apresentadas a seguir:

Fl-289

Fl

Ainda não foram preparados substâncias usando fleróvio, mas supõe-se que as propriedades químicas e físicas sejam similares às dos compostos de chumbo: o fleróvio seria um metal denso, sólido (com ponto de fusão baixo), relativamente mole, com estados de oxidação +2 e +4 (sendo que o +2 seria mais estável). Os respectivos sulfato e cloreto no estado +2 seriam pouco solúveis em água, assim como PbCl₂ e PbSO₄.

Nome definitivo

"Ununquádio" foi um nome sistemático, temporário, adotado pela IUPAC para o elemento 114. Alguns pesquisadores o denominam de "eka-chumbo", conjeturando que as suas propriedades são similares aos do chumbo.

O elemento foi reconhecido pela IUPAC em junho de 2011. Em 5 de dezembro de 2011, o Ununquádio e o Unun-héxio, tiveram novos nomes adotados pela Divisão de Química Inorgânica da IUPAC: Fleróvio (Fl) e Livermório (Lv), respectivamente. O nome Fleróvio foi dado em honra ao fundador do Laboratório Flerov de Rússia, o físico nuclear Georgy Flyorov (1913-1990). ^[4] Assim, após a adesão à tabela periódica, estes nomes foram aprovados definitivamente e anunciados em 31 de maio de 2012 pela União Internacional de Química Pura e Aplicada.

                                                     Objetivo

O objetivo deste trabalho e explorar a minha mente e agradece por ele pois ajudou me a pesquisar mais sobre o trabalho de química.